宇宙學(xué)是對宇宙的研究。其亦研究人類在宇宙中的位置。
雖宇宙學(xué)這個詞是最近才有的,但人們對宇宙的研究已經(jīng)有很長的一段歷史了,古希臘的托勒密是宇宙學(xué)已知的最早先驅(qū)?,F(xiàn)代宇宙學(xué)是數(shù)學(xué)和物理的代名詞,早已摒棄宗教和純哲學(xué)概念,借助大型物理實驗和超級望遠(yuǎn)鏡,依托現(xiàn)代天文學(xué),數(shù)學(xué)研究宇宙深層次的原理。
美國國家航空暨太空總署(NASA)協(xié)同國際伙伴建造的詹姆斯.韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將能觀察太空約2億年的景象。
該詞最早由德國沃爾弗使用。黑格爾認(rèn)為宇宙論的研究包括世界的偶然性、必然性、永恒性、有限性、規(guī)律性、人的自由和惡的起源。
馬克思主義哲學(xué)從唯物主義出發(fā),其認(rèn)為宇宙論的問題均由哲學(xué)世界觀決定,沒有單獨的宇宙論。
宇宙論與本體論的區(qū)別在于:宇宙論探求這個世界什么是真實的,而本體論則探求對任何世界都有效的關(guān)系與原則。
現(xiàn)代宇宙學(xué)是數(shù)學(xué)和物理的代名詞,早已摒棄宗教和純哲學(xué)概念,借助大型物理實驗和超級望遠(yuǎn)鏡,依托現(xiàn)代天文學(xué),數(shù)學(xué)研究宇宙深層次的原理。如美國國家航空暨太空總署(NASA)協(xié)同國際伙伴建造的詹姆斯.韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將能觀察太空約2億年的景象。如耗資6億美元的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡于2009年3月發(fā)射升空,是世界上首個專門用于搜尋太陽系外類地行星的航天器。美國國家航空暨太空總署(NASA)協(xié)同國際伙伴建造的詹姆斯.韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將能觀察太空約2億年的景象。為了研究宇宙學(xué),宇航局需要一個更為強大的觀測設(shè)備,讓自己回到宇宙誕生之初。這個觀測設(shè)備便是詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,將于2018年發(fā)射升空。
現(xiàn)代宇宙學(xué)模型
現(xiàn)代宇宙學(xué)的先驅(qū)代表人物是霍金?;艚鹪凇洞笤O(shè)計》中開篇說明"哲學(xué)已死",否認(rèn)了純哲學(xué)和宗教可以解釋自然,這也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知,追求解脫的體系,而非客觀真理。
霍金在書中完全否定了"上帝"創(chuàng)造宇宙一說。在《時間簡史》中,霍金對于宗教的態(tài)度相對比較模糊,而《大設(shè)計》在開篇宣布"哲學(xué)已死"之后,也對"上帝"的存在作出了自己毫無保留的判斷。霍金的結(jié)論,宇宙不是"上帝"創(chuàng)造的,很明確地寫道:"宇宙創(chuàng)造過程中,"上帝"沒有位置。沒有必要借助"上帝"來為宇宙按下啟動鍵。"霍金認(rèn)為支持"宇宙大爆炸"理論的物理學(xué)定律向傳統(tǒng)宗教信仰發(fā)起了挑戰(zhàn),"由于存在萬有引力等定律,因此宇宙能夠,而且將是從無到有自己創(chuàng)造了自己。自然發(fā)生說是有物而非無物存在的原因,這是宇宙和人類存在的原因。沒必要借助"上帝"引燃藍(lán)色導(dǎo)火線,讓宇宙誕生。"《大設(shè)計》是霍金在《時間簡史》之后的最重要的著作,它凝結(jié)了霍金20多年來對科學(xué)和哲學(xué)的思考成果。
在該書其他著作中霍金推崇利用數(shù)學(xué)和物理手段尋找一個大一統(tǒng)理論,并且證明"宇宙是偶然誕生的,不需要上帝","宇宙的數(shù)學(xué)模型是有限無界"。
霍金在演講中說道:宇宙起源的問題有點像這個古老的問題:先有雞呢,還是先有蛋。換句話說,即是何物創(chuàng)生宇宙,又是何物創(chuàng)生該物呢?也許宇宙,或者創(chuàng)生它的東西已經(jīng)存在了無限久的時間,并不需要被創(chuàng)生。直到不久之前,科學(xué)家們還一直試圖回避這樣的問題,覺得它們與其說是屬于科學(xué),不如說是屬于形而上學(xué)或宗教的問題,然而,人們在過去幾年發(fā)現(xiàn),科學(xué)定律甚至在宇宙的開端也是成立的。在那種情形下,宇宙可以是自足的,并由科學(xué)定律所完全確定。
1983年詹姆·哈特爾和我提出,宇宙的狀態(tài)應(yīng)由對一定種類歷史的求和給出。這類歷史由沒有奇性的,而且具有有限尺度卻沒有邊界或邊緣的彎曲空間組成。它們像是地球的表面,只不過多了兩維。地球的表面具有有限的面積,它不具有任何奇性、邊界或邊緣。我曾經(jīng)用實驗驗證過這一點。我作過環(huán)球旅行,而沒有落到外面去。
哈特爾和我所做的設(shè)想可以被重新表達成:宇宙的邊界條件是它沒有邊界。只有當(dāng)宇宙處于這個無邊界狀態(tài)時,科學(xué)定律自身才能確定每種可能歷史的概率。因此,只有在這種情形下,已知的定律才會確定宇宙應(yīng)如何運行。如果宇宙處于任何其他的狀態(tài),則歷史求和中的彎曲空間的種類就要包括具有奇性的空間。人們必須求助于已知科學(xué)定律以外的某種原理,才能確定這種奇性歷史的概率。這種原理就會是外在于我們宇宙的某種東西。我們不能從我們宇宙之中將其推導(dǎo)出來。而另一方面,如果宇宙是處于無邊界狀態(tài),在原則上,我們就能在不確定性原理容忍的限制之仙完全確定宇宙應(yīng)如何運行。
物理學(xué)家吳忠超評論:無邊界量子宇宙學(xué)已經(jīng)把"造物主"或"上帝"從宇宙創(chuàng)生的場景中祛除,而這新方法在某種意義上又將我們推上萬物之靈的寶座。從M理論迄今作為終極理論的唯一合格候選者到宇宙的存在和創(chuàng)生,人類已經(jīng)如此清晰地理解宇宙和我們的存在,這真正是理性的勝利。事實上,任何文化創(chuàng)造,無論是藝術(shù)的還是科學(xué)的,恐怕都不及理解我們自身存在這個命題偉大。
在過往,希臘哲學(xué)家認(rèn)為天是一個天球,當(dāng)中的機械原理,就成為了現(xiàn)時天體力學(xué)的內(nèi)容。在當(dāng)時,阿里斯塔克斯、亞里士多德及托勒密曾提出過幾個不同的天體學(xué)理論,當(dāng)中以托勒密用來解說天體運作的地心說被廣為接受,直到16世紀(jì)時為哥白尼所推翻,并得到開普勒及伽利略等人提出的新日心說理論所取代。這事件成為了宇宙物理學(xué)的一個最著名的認(rèn)識論斷裂(epistemologicalrupture)的例子。
隨著牛頓及其于1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的出現(xiàn),長久以來有關(guān)天體的運動問題終于被解決了。牛頓為開普勒定律的機制提供了物理上的解釋,而他的萬有引力定律使過往難以解釋的各種奇特天文現(xiàn)象,例如行星逆行的現(xiàn)象,都可以透過行星間的引力相互作用而解釋。牛頓的天體學(xué)理論與先前的理論在根本上最大的分別,在于哥白尼原則只提出地球在宇宙里沒有特殊地位,而牛頓卻更進一步的指出:不論是天體和地球,兩者皆遵守著相同的物理法則,這一點在宇宙物理學(xué)的進展來說是很重要的。